1)Wyposażenie lab. WN:

a)Urządzenia probiercze:

-trafo probiercze napięcia przemiennego -generatory napięcia stałego

-gen. udarów napięciowych: *piorunowych 1,2/50 μs * łączeniowych 250/2500 μs ;-generatory udarów prądowych

b)Aparatura pomiarowa:

-dzielniki napięcia -boczniki prądowe - aparatura diagnostyczna:

*ascyloskopy nanosekundowe * wielokanałowe analizatory amplitudy

*cyfrowa aparatura do akwizycji danych i archiwizacji wyników badań

c)Urządzenia dodatkowe:

-iskierniki ochronne -deszczownice i komory klimatyczne

-zabezpieczenia przeciwporażeniowe -urządzenia dźwigowe

2)Właściwości tgδ

Obrazuje nagrzewanie się materiału izolacyjnego pod wpływem:

-wyładowania niezupełnego –prądu upływu(płynącego skrośnie przez materiał izolacyjny) – zjawisk polaryzacyjnych ujawniających się w materiale izolacyjnym.

Gdy urządzenie jest zasilane AC, przepolaryzowanie dzieje się 100 razy

na sekundę. Prąd wypadkowy płynący przez dielektryk:

I = I_C0 + I_cd + I_pol + I_g

I_C0-prąd ładowania pojemności. I_cd- dodatkowa składowa pojemnościowa, która pojawiła się po wprowadzeniu między elementy układu izolacyjnego materiału innego niż próżnia. I_g-składowa czynna prądu związana z przewodzeniem dielektryka. I_pol- składowa czynna, grzanie materiału w wyniku zjawiska polaryzacji.

δ = 90 − φ       δ − kat stratnosci dielektrycznej,  tgδ − wspolczynnik strat dielektrycznych.

$$tg\delta = \frac{I_{c}}{I_{\text{bierny}}} = \frac{I_{\text{pol}} + I_{g}}{I_{C0} + I_{\text{cd}}}$$

Straty mocy w dielektryku:

$$P_{N} = \omega*C*U^{2}*tg\delta\ lub\ P_{N} = \frac{U^{2}}{X_{c}}*tg\delta$$

zatem

$$tg\delta = \frac{P_{N}}{\omega*C*U^{2}}\ lub\ tg\delta = \frac{1}{2*\pi*f*C*R_{v}}$$

Zatem tgδ zależy od:

-częstotliwości napięcia zasilającego

-materiału

-pojemności układu

-rezystywności skrośnej materiału izolacyjnego.

W rzeczywistości wartość tgδ jest bardzo mała. Najlepsze materiały izolacyjne mają tgδ rzędu 1*10^-5

Określa się go dla: materiału dielektrycznego, układu izolacyjnego

3)Cechy wyładowania wstępnego i głównego

Cechy wyładowania wstępnego (liderowego):

- jest to wyładowanie pomiędzy chmurami (60%) lub z chmury do ziemi (40%),

- szybkość przemieszczania się wyładowania: 100 – 2000 km/h,

- skokowy ruch wyładowania 10-100m (średnio 50 m co 50 mikro sekund),

- prąd wyładowania rzędu kilkuset A,

- kanał wyładowania jest wąski ok. 1 cm,

- około 50 m nad ziemia dochodzi do wyładowania głównego,

Cechy wyładowania głównego:

- ruch od ziemi do chmur,

- wyładowanie „wyrasta” z ziemi na spotkanie wyładowania liderowego,

- porusza się drogą wyładowania wstępnego,

- prędkość wyładowania 10 000 – 100 000 km/s ( średnio 30 000 km/s – 1/3 prędkości światła),

- czas trwania wyładowania 60 – 100 mikro sekund

- jedno wyładowanie główne składa się z wielu wyładowań wtórnych (nawet 40) średnio – 10-20 (góra-dół) w czasie 0,01s do 1,5s ,

-każde z wyładowań wtórnych niesie inny prąd,

-prądy 500A – 50 000A (średnio 20 kA),

4) Zjawisko towarzyszące burzy:

- opady deszczu,

- wyładowania atmosferyczne,

- fala prądowa 4/10 mikro sekundy,

- błyskawica(temperatura wewnątrz kanału 30 000 C),

- durzy ruch powietrza => grzmot,

5)Mechanizmy przebicia

MECHANIZMY WYLADOWAN W GAZACH

Mechanizm Townsend’a – mechanizm przeskoku generacyjnego

Cecha charakt. jest to, że wyst. przy małym iloczynie ap,(odlegóść 1mm-1cm) w obszarze 100-1000hPa*cm Ze wzrostem napiecia pojawia się coraz więcej nośników w proc. Jonizacji zderzeniowej. 0-U1- splyw ladunkow swobodnych do elektrod U1-U2 przyspieszenie czastek ale nie zawiekszanie się ich ilosci U2-Uj proces jonizacji, pojawia się coraz wiecej czastek co prowadzi do lawiny elektronowej i przebicia Mechanizm kanałowy (strimerowy) – nie wystarczy tylko wywołać lawiny elektronów. Odstęp między elektrodami od kilku cm (3;5) do 1m. Kwanty powodują powstanie lawin. Następuje wciąganie lawin bocznych w lawinę główną i połączenie się ich. Ten kanał plazmowy (strimer) rozwija się w kierunku przeciwnym niż porusza się lawina.

Mechanizm strimerowo-liderowy – przy odległościach elektrod > 1m. Wewnątrz lawiny następuje wzrost temp. Co prowadzi do jonizacji termicznej. Kanal wyladowania się poszerza, rozwija się w sposób skokowy. Strumien ostatniego skoku przeksztalca się w wyladowanie glowne.

MECHANIZMY W PROZNI

Mechanizm emisji polowej –przy b. dużym nat. pola i przy niskich temperaturach.

Dwojaki sposób inicjowania przeskoku: prąd emisji elektronowej – prąd o b.dużej gęstości elektronów powodujący promieniowanie mikroostrze (kształtu niciowego)- odparowu-je co prowadzi do przeskoku.; inne zjawisko – elektrony dochodzą do przeciwnej elektrody, rozgrzewają jej powierzchnię (anoda) i emituje ona jony tworzące plazmę – mechanizm anodowy.

Mechanizm makrocząsteczkowego bombardowania elektrod

Następuje oderwanie się bryłki i uderzenie w przeciwną elektrode, rozpad brylki i utworzenie plazmy w przestrzeni miedzyelektrodowej

Teoria międzyelektrodowej wymiany cząsteczek Elektron, który distał się do przestrzeni między elektrodami uderzając w anodę powoduje wybicie kilku nowych cząstek, które są przyspieszane w przestrzeni międzyelektrodowej.Za każdym odbiciem pojawia się coraz więcej cząsteczek.

MECHANIZMY WYLADOWANIA W CIECZACH

Mechanizm elektronowy przebicia cieczy izolacyjnej – występuje tylko w cieczach czystych, za zjawisko przebicia odpowiedzialna jest lawina elektronowa.

Źrodlem pierwotnych elektronow jest smisja z elektrody w miejscu gdzie panuje duze napiecie, lokalne natezenie przewyzszajace natezenie normalne, uderza ok. w czastki oleju i jonizuje je. zwielkrotnia się ilość cząstek przez zderzanie i następuje przebicie cieczy. Mechanizm jonowy – wystepuje w cieczach technicznie czystych oraz cieczach zanieczyszczonych (zanieczyszczenia zostają rozbite na jony i to one powodują przebicie)

Mechanizm gazowy – występuje j/w. Zanieczyszczenia stanowią tutaj pęcherzyki gazu. Następuje lokalne wyładowanie, pojawia się plazma, wzrasta temp. i objętość pęcherzyka. Pęcherzyk zostaje wyciągnięty wzdłuż linii pola i powoduje to zwarcie elektrod.

Mechanizm mostkowy w cieczach zanieczyszczonych. Zanieczyszczeni stałe: włókna celulozowe z izolacji kablowej.W zewn.polu elektr. te zanieczyszczenia ulegają polryzacji i poruszają się wzdłuż linii pola, usatawiają się jedna za drugą i tworzą tzw.mostek łączący przeciwne elektrody. Wytrzymałość takiego mostka jest dużo mniejsza niż cieczy (z powodu wilgoci) więc wyładowanie przebiegnie wzdłuż mostka.

MECHANIZMY WYLADOWANIA W CIALACH STALYCH

Mechanizm elektryczny (elekrtonowy) (mech.przebicia istotnego).Wystepuje w materialer czystym i jednorodnym o dużej wytrzymałości istotnej (właściwej) 40-1500 [kV/mm].Pole musi być na tyle duże, aby elektron przeszedł do stanu przewodnictwa i tak aby przyspieszył i spowodował jonizację cząstek. Zaczynają się mnożyć ładunki. Wystepuje prąd przebicia bezpowrotnie niszczący materiał stały. Mechanizm cieplny – gdy ilosc ciepla wywolana pradem uplywu w kanale przewodnictwa jest wieksza niż zdolnosc odprowadzenia ciepla nastepuje jonizacja która prowadzi do przebicia.

Mechanizm wywoływany wyładowaniami niezupełnymi - wył.niezup.wewnątrz wtrącin gazowych w materiałach izolacyjnych; Materiał od środka się zwęgli i coraz bardziej powiększają się dziury i z czasem wyładowanie zupełne

Mechanizm starzenia elektochemicznego

(rozwija się w b.długim czasie).W obecności pola w dielektryku zachodzą różnego rodzaju reakcje chemiczne zależne od: rodzaju materiału; rodzaju przyłożonego napięcia (;~;udarowe);obecności zanieczyszczeń, wilgoci; podwyższonej temp.

6.Wytrzymałość elektryczna

Jest to cecha materiałowa, którą trudno opisać w sposób jednoznaczny.

Wytrzymałość oznaczamy przez U_p (napięcie przebicia lub przeskoku) lub E_p(natężenie pola elektrycznego).U_p to napięcie przy którym wystąpi przebicie(przeskok), czyli zjawisko utracenia zdolności elektroizolacyjnych ciała. Przebicie w cieczach i ciałach stałych, przeskok w gazach.

Wytrzymałość elektryczna zależy od:

• rodzaju dielektryka

-mat. Izolacyjne stałe: papier, PCV, PE, XLPE(polietylen usieciowany),BR(guma butylowa),EPR.

-mat. Izolacyjne ciekłe: oleje(mineralne, naturalne, syntetyczne),

woda(b. dokładnie oczyszczona, zdemineralizowana i zdejonizowana).

-mat. iz. Gazowe: powietrze, próżnia, SF6, SF6+N2, N2,CO2.

• Grubości dielektryka

• Kształtu elektrod

W układzie z polem jednorodnym przeskok nie jest poprzedzony żadnymi zjawiskami. W polu silnie niejednorodnym są zjawiska:

-świetlenie ,- snopienie ,-przeskok: * wyładowanie iskrowe *wyładowanie łukowe(zależne od mocy trafo zasilającego)

• Rodzaju napięcia i szybkości jego narastania

-AC , -DC, -Napięcie udarowe

• Temperatury

Wzrost temperatury obniża wytrzymałość

7.Townsend- przebicie elektryczne w gazach

Założył ze pod wpływem pola elektrycznego które panuje pomiędzy dwoma elektrodami następuje przyspieszenia cząstek obdarzonych ładunkiem i zderzają się one z jonami obojętnymi i powodują ich jonizację i generuje się nowa liczba cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym i tak w koło. Aby do tego doszło musi pojawi się odpowiednio duże pole elektryczne.

α-współczynnik Towsend’a

α=$\frac{1}{\text{λe}}exp( - \frac{\text{λj}}{\text{λe}})$
λe- średnia droga swobodna elektronów pomiędzy kolejnymi zderzeniami z cząsteczkami obojętnymi gazu oraz innymi jonami. Przy czym nie koniecznie te zderzenia musza powodować jonizację tej cząsteczki z którą elektron się zderzył

λj- droga na której elektron nabył energii niezbędnej do zderzenia jonizacyjnego

Jeżeli α>= 1 dochodzi do powielenia się ilości cząstek obdarzonych ładunkiem.

Napięcie przy którym pojawia się przebicie U₀

U_O=$\frac{B*a*p}{\ln\frac{A*a*p}{\text{Nk}}}$= flap

U₀- napięcie początkowe krytyczne punktu

A, B – stałe materiałowe charakterystyczne dla danego gazu

N_k- krytyczna liczba zdarzeń jonizacyjnych na drodze międzyelektrodowej a spowodowana przez jeden elektron

a-droga międzyelektrodowa

p-ciśnienie gazu

E=$\frac{U}{a}$

Przeciwko teorii Townsenda:

- znając prędkość cząstek niemożliwy jest przeskok w czasie poniżej 10^-8s

- gromadzony jest ładunek przestrzenny który wpływa na szybkość jonizacji

- przeskok powinien odbywać się na drodze prostoliniowej.

Wpływ warunków atmosferycznych na wytrzymałość elektryczną układu izolacyjnego:

1)Wielkość U

2)Wielkość a(d)odległość

3)Wielkość d(gęstość)zależna od ciśnienia i temp. T(K)

-normalne ciśnienie 1013hPa (760mmHg)

-normalna temp 20°C

U_P(pϑ)=Upn*δ

δ =$\frac{273 + 20}{273 + \vartheta}$*$\frac{p}{1013}$

8.Wyładowania atmosferyczne (piorunowe)

Na całej kuli ziemskiej jest ok.2000 burz w każdej chwili. W każdej sekundzie uderza ok.100 piorunów. Średnia liczba dni burzowych w roku:~13 Kołobrzeg (30Tatry)

Aby nastąpiło wyładowanie:- ciepłe masy powietrza,wilgotne→chmury Cumulonim-busy (b.duże burzowe chmury,wysokość 15km) powstają na dwa sposoby: burza frontowa (czołowa, klimat umiarkowany, prędkość ok.50km/h, niewielka ilość pio-runów);Burza termiczna (klimat zwrotniko-wy,gorący,wilgotny,duże masy wilgotnego powietrza wyrywane są ku górze, kształt kowadła, wysokość10-15km,podstawa do 1km,duża liczba piorunów, b.wolna lub b.szybka 100km/h)

Dwa rodzaje burz :

- burza frontowa – czołowa

front zimny wypiera ciepły ku górze, gdzie gromadzi się para i tworzy się chmura burzowa. Burza ta charakteryzuje się niewielką ilością piorunów.

- burza tropikalna – termiczna

od ziemi odrywa się masa gorącego powietrza, tworząc w górze chmurę burzową. Tego typu burza charakteryzuje się wielką ilością piorunów. ( kilka na minutę).

Benjamin Franklin badał burze i udowodnił, że mają charakter elektryczny (1752 pioruno) i następuje elektryzowanie się chmur – tych teorii jest kilka:

Teoria rozdziału Simpsona – na skutek ruchów konwekcyjnych następuje rozrywanie kropel wody, pojawia się pył wodny, w którym gęszczą się ładunki (tj. odwrotnie niż w rzeczywistości, bo – na górze, a + na dole)

Teoria Wilsona- (teoria influencyjna) Krople wody opadając wewnątrz chmury gromadzą ładunek ujemny. W dolnej części chmury tworzą pole pierwotne i dlatego w górze tworzy się +

Teoria Findeisen’a (elektryzacja kryształów lodu) Kryształ lodu rozrasta się coraz bardziej i pod wpływem tego zaczynają pękać i następuje powstanie ładunków - na dole, a + na górze.

Teoria Elster-Gaitel’a Transfer ładunków (duże krople wody opadając w polu ziemi polaryzowały się z rozdziałem ładunku + na dole, – na górze. Następowała wymiana ładunków między kroplami (krople + szły na górę, a – na dół, na ziemie, bo były przyciągane przez dodatni ładunek ziemski)

Teoria Vonnegut’a jony – są wciągane w obszar chmur z zewnątrz

Pioruny krótko i długotrwałe :

Kształt nap.udaru piorunow. (fala trójkątne)

Udar piorunowy znormalizowany musi mieć kształt 1,2/50µs(nastepne wyładowania 0,3/10µs) Tolerancja czoła ±30;grzbietu ±20%

Udar prądowy T1/T2 -> 4/10µs ma kształt paraboli(prawie jak piorunowy)

Prawdopodobieństwo wyładowania o danym prądzie:

Inne formy wyładowań atmosferycznych

Czarne krasnale (fontanny) – dodatnie wyładowanie doziemne – gdy wyładowanie powstanie między górą chmury a ziemią (wysokość kilkadziesiąt km)

Piorun płaski – wyładowanie wybiegające spoza obrysu chmury nawet do 15km wzdłuż powierzchni ziemi

Ognie św.Elma- zjawisko pojawiające się w formie świecących miotełek o dł. kilku cm (z wieżyczek kościoł., metalowych konstrukcji)

gdy E< 1 kV /cm, swobodne wyładowanie spływające do ziemi

Piorun kulisty – zjawisko w formie świecącej kuli o φ ok. kilku do kilkunastu cm. Są to kule zjonizowanego gazu (N₂;O₂), która powstała jako odgałęzienie boczne wyładowania głównego.

Najbardziej podatne na uderzenia pioruna są sieci wysokich nap.~110kV.

Zabezpieczenia odgromowe:

1. stosowanie linek odgromowych (pod przewodami fazowymi);

1. teren stacji rozdzielczej chroniony (pręty pionowe wyższe od najwyższych elementów stacji)

1. wokół izolatorów instaluje się tzw.armaturę (okucia) – iskierniki, toroidalne pierścienie, aby łuk palił

1. instalowanie odgromników→ zgaszenie łuku elektrycznego, przerwanie prądu

9.Gazy izolacyjne:

powietrze – najpopularniejszy materiał izolacyjny, skład: 78%N₂ , 21%O₂ , 1% inne gazy, stosunkowo duża wytrzymałość elektryczna, ze względu na zawartość tlenu przyspiesza korozję elementów metalowych oraz przyspiesza starzenie elementów izolacyjnych, wytrzymałość elektryczna zależna jest od natężenia pola elektrycznego, ciśnienia, temperatury, itd.

tlen O₂- silnie korodujący i erodujący, nie stosowany w ET w czystej postaci.

azot N₂- używany pod wysokim ciśnieniem ( ciśnienie dochodzące do kilkudziesięciu atmosfer ), stosowany również w urządzeniach pracujących w warunkach kriogenicznych, zalety: niepalny, nietoksyczny, wytrzymałość elektryczna podobna do wytrzymałości powietrza, wady: eksploatacja pod wysokim ciśnieniem, wytrzymałość elektryczna zależna od temp. powietrza, ciśnienia.

CO₂- używany w instalacjach ciśnieniowych ( kondensatory WN, aparatura pomiarowa ), gdzie wymagana jest atmosfera bez zawartości wilgoci i tlenu, zalety: niepalny, nietoksyczny, trwały chemicznie, wytrzymałość elektryczna równa 80% wytrz. powietrza, U_p=18 kV_sk.

wodór H₂- używany do chłodzenia turbogeneratorów ze względu na dużą pojemność cieplną, nietoksyczny, tani, w połączeniu z powietrzem silnie wybuchowy, wymagana szczelna instalacja, przeciętna wytrz. elektryczna ( 50% wytrz. powietrza ), U_p=10,5 kV_sk.

hel He – początkowo używany w ukł. kriogenicznych, obecnie stosowany rzadko, niepalny, nietoksyczny, niekorozyjny, drogi, słaba wytrz. elektryczna, U_p= 2,6 kV_sk.

freony i halony – gazy elektroujemne, wykorzystują powinowactwo elektronowe, czyli zdolność do wychwytywania wolnych elektronów, co opóźnia zjawiska prowadzące do przeskoku, wysoka wytrzymałość elektryczna U_p = 55 kV_sk , stosowane były w wyłącznikach WN i SN, sprzęcie AGD, niestosowane obecnie ze względu na szkodliwy wpływ na środowisko .

SF₆- powszechnie stosowany u urządzeniach WN (aparatura rozdzielcza, wyłącznikowa ), służy do nasycania izolacji stałej w transformatorach, gaz elektroujemny, niepalny, nietoksyczny, trwały do temp. 800^oC, ulega rozpadowi w obecności krzemu, produkty rozpadu SF₆ są bardzo toksyczne.

10.rezystancja wnętrzowa – najlepsze materiały izolacyjne odznaczają się rezystancją wnętrzową rzędu MΩ-GΩ i większe. Rezystancję wnętrzową oznaczamy R_i=U/I[Ω]

11.rezystancja powierzchniowa R_s

R_s=U/I ρ_s=R_sd/l [Ω]

jeżeli dielektryk jest suchy i czysty to R_s jest bardzo duża, jeżeli jest wilgotny na powierzchni to R_s mocno maleje

12.rezystywność skrośna

R=ρ_Vl/S ρ_V=RS/l=RS/g [Ω(m)m] gdzie R=U/I – z pomiarów g- grubość próbki, S- pole powierzchni mniejszej elektrody ρ_V to jeden z najważniejszych parametrów izolatorów, dla najlepszych izolatorów ρ_V jest rzędu 10¹⁵-10¹⁶[Ωm], np. polietylen, teflon.

13.Statystyka WEIBULLA

13.StatyWEIBULLA(prawdopodobieństwo przebicia w funkcji czasu)

F(t) = 1-exp[-((t-t₀)/η)^β]

t- rzeczywisty czas przebicia

t₀ – czas charakterystyczny dla danego mater.

β – wsp. charakterystyczny dla danego mater.

14.Prawdopodobieństwo przebicia w zależności od napiecia, dla gazu wg krzywej Gaussa

15.Wytrzymałość elektryczna przy uwarstwieniu szeregowym dielektryków:

E₁/E₂ = ε₁/ ε₂ => E₁* ε₁=E₂* ε₂ => U = U₁ + U₂

16.Rozkład natężenia pola elektrycznego i odpowiadający im rozkład potencjałów w układzie:

17.Wytrzymałość elektryczna przy uwarstwieniu równoległym dielektryków

18.Układ walcowy koncentryczny:

Izolacje może stanowić papier i olej, PE, PCV

19.Układ walcowy uwarstwiony szeregowo:

20.Układ walcowy równoległy

$$Ex = \frac{U*(\frac{1}{x} + \frac{1}{d - x})}{2*\ln\frac{d - r}{r}}$$

x-dowolna przestrzeń pomiędzy prętami

Emx->r=x x=d-r

$Emax = \frac{U}{2*\ln\frac{d - r}{r}}*(\frac{1}{r} + \frac{1}{d - r}$)

Trójkątny:

$$Emax = \frac{1,15*U}{2*r*ln\frac{a}{r}}$$

Płaski

$$Emax = \frac{1,19*U}{2*r*ln\frac{a}{r}}$$

21.Układ ostrzowy

α- kąt ostrza

Point to point

$$\beta = \operatorname{}\frac{\cos\frac{\alpha}{2}}{\operatorname{}{\alpha/2}*\ln{\text{ctg}\operatorname{\alpha/4}}}$$

W układzie o polu nie jednorodnym wyładowanie elektryczne występuje w 3 różnych etapach

1-świetlne,2 snopienie, 3przeskok(łuk, iskra).

Niesymetryczny - uziemiona jedna elektroda,Up=14+3,16a

Symetryczny- dwie elektrody mają napięcie, Up=14+3,36a

22.Rezystywność materiałów izolacyjnych

ρ=1/γ[Ωm]

R=ρ*l/S[Ωm/mm2]

-Rezystywność lub konduktywność zależy od rodzaju materiału i jego struktury wewnętrznej, oraz od defektów tej struktury.

-natężenie pola elektrycznego i czasu jego działania

-ilość i rodzaj zanieczyszczeń w materiale

-obecność czynników(wody,itp.)

-promieniowanie jonizacyjne

23.Paschen

Zależność przeskoku od iloczynu odległości i ciśnienia.

Od 10^4 do 10^5 jest paschen

Zwiększając ciśnienie powodujemy ułożenie cząsteczek bliżej siebie. Trzeba z zewnątrz dostarczyć większej energii aby spowodować przeskok. Zmniejszając ciśnienie wystąpi mniejsza liczba cząsteczek, większa odległość między nimi. Elektron może uzyskać większą energię. Potrzeba mniejszego napięcia aby spowodować przeskok. Liczba cząstek jest na tyle mała aby elektron przebył drogę nie powodując jonizacji. W stanie idealnej próżni uzyskalibyśmy nieskończenie dużą wytrzymałość elektryczną.

I- (0-U₁)- następuje odpływ ładunków elektrycznych do elektrod powstaje stan ustalony prądu zwany stanem nasycenia

II- (U₁-U₂)- następuje przyspieszenie ruchu cząstek obdarzonych ładunkiem ale bez zwiększenie ich masy

III- (U₂-U₃)- następuje wzrost energii cząstek obdarzonych ładunkiem dochodzi do coraz większej liczby zderzeń jonizacyjnych co powoduje wzrost liczby elektronów. Zachodzi zapoczątkowanie wyładowania lawinowego

IV- powyżej U₃- liczba cząstek wzrasta aż do pojawienia się kanału przeskoku elektrycznego. Przy zbyt małej mocy źródła dochodzi do wyładowania niezupełnego.

24.Czynniki wpływające na zjawisko przeskoku elektrycznego:

- rodzaj układu izolacyjnego (płaski, ostrzowy, płasko-ostrzowy)

- rodzaj gazu

- rodzaj przyłożonego napięcia (AC, DC)

- biegunowość napięcia

- odstępy między elektrodami

- ciśnienie

- temperatura i wilgotność względna

- gęstość gazu

- zapylenie i ruch powietrza

25.Zabezpieczenia odgromowe:

1. stosowanie linek odgromowych (pod przewodami fazowymi);

2. teren stacji rozdzielczej chroniony (pręty pionowe wyższe od najwyższych elementów stacji)

3. wokół izolatorów instaluje się tzw.armaturę (okucia) – iskierniki, toroidalne pierścienie, aby łuk palił

4. instalowanie odgromników→ zgaszenie łuku elektrycznego, przerwanie prądu

26.Ograniczniki przepięć:

a) iskiernikowy – składa się ze stosu zmiennooporowego (dla małego napięcia materiał jest dobrym izolatorem, a po przekroczeniu granicznego nap. materiał staje się przewodnikiem). Wada – po opadnięciu napięcia, materiał zmiennooporiwy nie odzyskuje właściwości izolacyjnych, dlatego stosuje się dodatkowo iskierniki. Jak opada napięcie iskiernik przerywa obwód i prąd nie płynie.

SiC (węgliki spiekane/) –materiał o różnej rezystancji w zależności od napięcia panującego – przy zbyt dużym U zaczyna przewodzić (przy U_N sieci – nie przewodzi) i później następuje ucięcie udaru i sprowadzenie go do ziemi

b) beziskiernikowy – materiałem zmiennooporowym jest tlenek cynku zamiast SiC jak w przypadku tego pierwszego. Gdy napięcie spada, materiał powraca do stanu izolacyjnego.

Na napięcie średnie stosuje się iskierniki wydmuchowo-szczelinowo-śrubowe – fibra pod wpływem wysokiego U zostaje wyrzucany pod ciśnieniem gaz, który przerywa udar

27.Piorunochron – składa się ze zwodu pionowego i przewodu doprowadzającego. Są piorunochrony pasywne i aktywne.

Psywne:

a)

Wzdłuż krawędzi dachu na najwyższym punkcie umieszcza się zwód pionowy. Od zwodu prowadzony jest przewód do uziomu (np.linki, drutu, fundamentu).

b)

Zwód poziomy – dla dachów płaskich obgradza się go drutem.

Aktywne (ściąga piorun do piorunochronu)

Umieszcza się dodatkowy element na zwodzie pionowym lub maszt z urządzeniem o autonomicznym źródle na dachu płaskim.

28.UDAR PRĄDOWY:

- T₁ – czas narastania czoła: 4 mikro sekundy

- T₂ – czas trwania połowy amplitudy: 10 mikro sekund

- stromość fali prądowej 5kA / mikro sekundę

29.UDAR NAPIĘCIOWY:

- T₁ – czas narastania czoła: 1,2 mikro sekundy

- T₂ – czas trwania połowy amplitudy: 50 mikro sekund

- napięcie miedzy chmurami 10 – 100 MV

- moc chwilowa: 700 * 10¹² W

- energia wyładowania 4- 200 kWh

30.Prawdopodobieństwo wystąpienia pioruna o danym prądzie:

31.Prawdopodobieństwo danego czasu pomiędzy wyładowaniem kolejnego pioruna: